[发明专利]监控制程的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种监控制程的系统和方法。

背景技术

随着半导体制造程序的持续发展，半导体装置的图案越来越细微，积集度也越来越高，因此对于半导体产品的制程控制水准的要求也越来越高。在生产过程中，产品在每一道制程的加工尺寸变动是不可避免的，加工尺寸的波动可能是由人、机器、材料、方法和环境等基本因素的波动影响所致。有些波动是可预期的，例如反应溶液的浓度会随着时间的增长而逐渐稀释，制造机台在定期维修的程序中更换了新的硬件而造成加工尺寸的逐渐改变，或预期性的大变动，属于由偶然原因(不可避免因素)所造成的正常波动，其对产品质量影响较小，在技术上难以消除，在经济上也不值得消除。但仍有些是无法预期的异常波动，异常波动通常是由系统原因(异常因素)造成的，对产品质量的影响很大，最好能够采取措施避免和消除。当波动发生时，在要控制制程稳定和不影响产能的要求下，工程师必须在最短的时间内有效地找出造成波动的主要原因，迅速判断制程的稳定性，以让货品在最安全的环境下通过机台反应。

半导体制程的稳定度一般通过制程实时状态监控或制造机台实时状态监控，以达到预测性维修的目的。目前，制程实时状态监控大多使用统计制程管制技术(Statistical Process Control，SPC)，将经过完制程的芯片做参数量测，以得到如膜厚、深度，或蚀刻速率等参数量测值，再将所得的参数量测值输入计量值原始数据图(run chart)中，以观察或分析一时间段内的制程表现。制造机台实时状态监控，则大多利用故障侦测与分类系统(fault detection and classification，FDC)，以收集制造机台的制程参数的实际生产和理论数据。

然而，制程与制造机台各系统间的关联性非常复杂。理论上，芯片的参数量测值应依据一些物理定律(如质量与能量均衡)与制造机台的实际运转状况存在特定的关系。例如，在化学气相沉积制程段，芯片上形成的最终膜厚和稳定高温区段中的温度设定与反应时间关系最大。然而，这并不代表在制造机台实时状态的监控过程仅需注意稳定高温区段的状况即可，如果升温或降温段的反应时间过长、过短或温度异常，也可能会造成芯片参数的量测值异常飘移。或者，虽然当时芯片参数的量测值正常，但由于当时制造机台状态异常，而造成最终产品的电性量测结果飘移。因此，无论是对制程实时状态监控的统计制程管制技术(Statistical Process Control，SPC)，或是制造机台实时状态监控的故障侦测与分类系统(fault detection and classification，FDC)，两者对于制程监控都具有重要作用。

但是，目前统计制程管制技术和故障侦测与分类系统是分开操作的，因此会失去一些重要、有效的制程监控和改善机会。因此，确有必要提供一种新型的监控制程的系统和方法。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够同时表现统计制程管制技术和故障侦测与分类系统的分析技术，以提高产品品质和制程稳定的有效预测。

为了实现上述目的，本发明提供了一种监控制程的系统，其包括：一二维正交图，其具有一与晶圆的晶圆量测值有关的第一轴和一与既定制程的制程总值有关的第二轴，且二维正交图中具有一封闭环状的控管限度；以及一标示体，其显示制程总值和晶圆量测值于二维正交图中。

本发明还提供了一种监控制程的方法，其包括以下步骤：提供一晶圆，在一制造机台中对晶圆进行一既定制程，并同时临场量测和纪录制造机台的若干个制程参数值；当晶圆进行完既定制程后，对晶圆进行一量测步骤，以得到一晶圆量测值；将制程参数值转换为一制程总值；提供一二维正交图，其具有一与晶圆量测值有关的第一轴和一与制程总值有关的第二轴，且二维正交图中具有一封闭环状的控管限度；以及将制程总值和晶圆量测值以一标示体显示于二维正交图中。

附图说明

下面结合附图，详细说明本发明的具体实施方式以及其对应的技术效果，其中：

图1为本发明监控制程的方法一个实施方式的流程图。

图2为本发明的一个实施方式中，晶圆于一制造机台中进行既定制程所得到的制程参数值的对应关系。

图3为本发明一个具体实施方式中的制程管制图。

图4为本发明另一个具体实施方式中的制程管制图。

其中：A：目标位置；C：控管限度；C1：控管限度；C2：控管限度；C3：控管限度；K：标示体。

具体实施方式